Principali problemi ambientali
solventi
I solventi organici sono utilizzati per una serie di applicazioni nell'industria della stampa. Gli usi principali includono solventi per la pulizia di presse e altre apparecchiature, agenti solubilizzanti negli inchiostri e additivi nelle soluzioni di bagnatura. Oltre alle preoccupazioni generali sulle emissioni di composti organici volatili (VOC), alcuni potenziali componenti del solvente possono essere persistenti nell'ambiente o avere un elevato potenziale di riduzione dell'ozono.
Argento
Durante l'elaborazione fotografica in bianco e nero ea colori, l'argento viene rilasciato in alcune delle soluzioni di elaborazione. È importante comprendere la tossicologia ambientale dell'argento in modo che queste soluzioni possano essere maneggiate e smaltite correttamente. Sebbene lo ione argento libero sia altamente tossico per la vita acquatica, la sua tossicità è molto inferiore in una forma complessa come negli effluenti di fotoelaborazione. Il cloruro d'argento, il tiosolfato d'argento e il solfuro d'argento, che sono forme di argento comunemente osservate nella fotoelaborazione, sono oltre quattro ordini di grandezza meno tossici del nitrato d'argento. L'argento ha un'elevata affinità per il materiale organico, il fango, l'argilla e altre sostanze che si trovano negli ambienti naturali, e questo riduce il suo potenziale impatto nei sistemi acquatici. Dato il livello estremamente basso di ioni d'argento liberi trovato negli effluenti di fotoelaborazione o nelle acque naturali, la tecnologia di controllo appropriata per l'argento complessato è sufficientemente protettiva dell'ambiente.
Altre caratteristiche dell'effluente di fotoelaborazione
La composizione dell'effluente fotografico varia a seconda dei processi in esecuzione: bianco e nero, inversione di colore, colore negativo/positivo o una combinazione di questi. L'acqua comprende dal 90 al 99% del volume effluente, con la maggior parte del resto costituito da sali inorganici che funzionano come tamponi e agenti fissanti (solubilizzanti l'alogenuro d'argento), chelati di ferro, come l'acido Feetilene diammina tetra-acetico e molecole organiche che fungono da agenti di sviluppo e antiossidanti. Ferro e argento sono i metalli significativi presenti.
Rifiuti solidi
Ogni componente dell'industria della stampa, della fotografia e della riproduzione genera rifiuti solidi. Questo può consistere in rifiuti di imballaggio come cartone e plastica, materiali di consumo come cartucce di toner o materiale di scarto da operazioni come carta di scarto o pellicola. La crescente pressione sui generatori industriali di rifiuti solidi ha portato le aziende a esaminare attentamente le opzioni per ridurre i rifiuti solidi attraverso la riduzione, il riutilizzo o il riciclaggio.
Materiale
Le apparecchiature svolgono un ruolo ovvio nel determinare l'impatto ambientale dei processi utilizzati nei settori della stampa, della fotografia e della riproduzione. Oltre a questo, il controllo sta aumentando su altri aspetti dell'attrezzatura. Un esempio è l'efficienza energetica, che si riferisce all'impatto ambientale della produzione di energia. Un altro esempio è la "legislazione sul ritiro", che richiede ai produttori di ricevere indietro le apparecchiature per il corretto smaltimento dopo la loro utile vita commerciale.
Tecnologie di controllo
L'efficacia di una data metodologia di controllo può dipendere in gran parte dai processi operativi specifici di una struttura, dalle dimensioni di tale struttura e dal necessario livello di controllo.
Tecnologie di controllo dei solventi
L'uso di solventi può essere ridotto in diversi modi. I componenti più volatili, come l'alcool isopropilico, possono essere sostituiti con composti aventi una tensione di vapore inferiore. In alcune situazioni, gli inchiostri e i lavaggi a base di solvente possono essere sostituiti con materiali a base d'acqua. Molte applicazioni di stampa necessitano di miglioramenti nelle opzioni a base acqua per competere efficacemente con i materiali a base solvente. La tecnologia degli inchiostri ad alto contenuto di solidi può anche portare a una riduzione dell'uso di solventi organici.
Le emissioni di solventi possono essere ridotte riducendo la temperatura delle soluzioni di bagnatura o di bagnatura. In applicazioni limitate, i solventi possono essere catturati su materiali adsorbenti come il carbone attivo e riutilizzati. In altri casi, le finestre operative sono troppo rigide per consentire il riutilizzo diretto dei solventi catturati, ma possono essere recuperati per il riciclaggio fuori sede. Le emissioni di solventi possono essere concentrate nei sistemi di condensazione. Questi sistemi sono costituiti da scambiatori di calore seguiti da un filtro o da un precipitatore elettrostatico. La condensa passa attraverso un separatore acqua-olio prima dello smaltimento finale.
Nelle operazioni più grandi, gli inceneritori (a volte chiamati postcombustori) possono essere utilizzati per distruggere i solventi emessi. Platino o altri materiali in metallo prezioso possono essere utilizzati per catalizzare il processo termico. I sistemi non catalizzati devono funzionare a temperature più elevate ma non sono sensibili ai processi che possono avvelenare i catalizzatori. Il recupero del calore è generalmente necessario per rendere convenienti i sistemi non catalizzati.
Tecnologie per il recupero dell'argento
Il livello di recupero dell'argento dal fotoeffluente è controllato dall'economia del recupero e/o dalle normative sullo scarico della soluzione. Le principali tecniche di recupero dell'argento includono l'elettrolisi, la precipitazione, la sostituzione metallica e lo scambio ionico.
Nel recupero elettrolitico, la corrente viene fatta passare attraverso la soluzione contenente argento e il metallo argentato viene placcato sul catodo, solitamente una piastra di acciaio inossidabile. Il fiocco d'argento viene raccolto mediante flessione, scheggiatura o raschiatura e inviato a un raffinatore per il riutilizzo. Il tentativo di abbassare il livello di argento della soluzione residua significativamente al di sotto di 200 mg/l è inefficiente e può provocare la formazione di solfuro d'argento indesiderato o sottoprodotti solforosi nocivi. Le celle a letto impaccato sono in grado di ridurre l'argento a livelli inferiori, ma sono più complesse e costose delle celle con elettrodi bidimensionali.
L'argento può essere recuperato dalla soluzione mediante precipitazione con un materiale che forma un sale d'argento insolubile. Gli agenti precipitanti più comuni sono la trimercaptotriazina trisodica (TMT) e vari sali di solfuro. Se si utilizza un sale solfuro, occorre prestare attenzione per evitare la generazione di idrogeno solforato altamente tossico. TMT è un'alternativa intrinsecamente più sicura recentemente introdotta nel settore della fotoelaborazione. Le precipitazioni hanno un'efficienza di recupero superiore al 99%.
Le cartucce di ricambio metalliche (MRC) consentono il flusso della soluzione contenente argento su un deposito filamentoso di ferro metallico. Lo ione argento viene ridotto al metallo argento mentre il ferro viene ossidato in specie ioniche solubili. Il fango metallico argenteo si deposita sul fondo della cartuccia. Gli MRC non sono appropriati nelle aree in cui il ferro negli effluenti è un problema. Questo metodo ha un'efficienza di recupero superiore al 95%.
Nello scambio ionico, i complessi anionici di tiosolfato d'argento si scambiano con altri anioni su un letto di resina. Quando la capacità del letto di resina è esaurita, la capacità aggiuntiva viene rigenerata estraendo l'argento con una soluzione concentrata di tiosolfato o convertendo l'argento in solfuro d'argento in condizioni acide. In condizioni ben controllate, questa tecnica può abbassare l'argento al di sotto di 1 mg/l. Tuttavia, lo scambio ionico può essere utilizzato solo su soluzioni diluite in argento e tiosolfato. La colonna è estremamente sensibile allo strippaggio se la concentrazione di tiosolfato dell'affluente è troppo elevata. Inoltre, la tecnica richiede molta manodopera e attrezzature, il che la rende costosa nella pratica.
Altre tecnologie di controllo del fotoeffluente
Il metodo più conveniente per gestire gli effluenti fotografici è tramite il trattamento biologico in un impianto di trattamento secondario dei rifiuti (spesso indicato come impianto di trattamento di proprietà pubblica, o POTW). Diversi componenti o parametri degli effluenti fotografici possono essere regolati da permessi di scarico fognario. Oltre all'argento, altri parametri regolati comuni includono pH, domanda chimica di ossigeno, domanda biologica di ossigeno e solidi totali disciolti. Numerosi studi hanno dimostrato che i rifiuti di fotoelaborazione (inclusa la piccola quantità di argento rimanente dopo un ragionevole recupero dell'argento) dopo il trattamento biologico non dovrebbero avere un effetto negativo sulle acque riceventi.
Altre tecnologie sono state applicate ai rifiuti di fotoelaborazione. In alcune regioni del mondo viene praticato il trasporto per il trattamento in inceneritori, cementifici o altro smaltimento definitivo. Alcuni laboratori riducono il volume della soluzione da trasportare attraverso l'evaporazione o la distillazione. Altre tecniche ossidative come l'ozonizzazione, l'elettrolisi, l'ossidazione chimica e l'ossidazione dell'aria umida sono state applicate agli effluenti di fotoelaborazione.
Un'altra importante fonte di riduzione dell'onere ambientale è rappresentata dalla riduzione delle fonti. Il livello di argento rivestito per metro quadrato nei prodotti sensibilizzati sta costantemente diminuendo con l'ingresso sul mercato di nuove generazioni di prodotti. Con la diminuzione dei livelli di argento nei supporti, è diminuita anche la quantità di sostanze chimiche necessarie per elaborare una determinata area di pellicola o carta. Anche la rigenerazione e il riutilizzo degli overflow della soluzione hanno comportato un minore impatto ambientale per immagine. Ad esempio, la quantità di agente di sviluppo del colore necessaria per elaborare un metro quadrato di carta colorata nel 1996 è inferiore al 20% di quella richiesta nel 1980.
Minimizzazione dei rifiuti solidi
Il desiderio di ridurre al minimo i rifiuti solidi sta incoraggiando gli sforzi per riciclare e riutilizzare i materiali piuttosto che smaltirli nelle discariche. Esistono programmi di riciclaggio per cartucce di toner, cassette per pellicole, fotocamere usa e getta e così via. Anche il riciclaggio e il riutilizzo degli imballaggi stanno diventando sempre più diffusi. Un maggior numero di componenti di imballaggi e attrezzature viene etichettato in modo appropriato per consentire programmi di riciclaggio dei materiali più efficienti.
Progettazione dell'analisi del ciclo di vita per l'ambiente
Tutte le questioni discusse in precedenza hanno portato a una crescente considerazione dell'intero ciclo di vita di un prodotto, dall'approvvigionamento di risorse naturali alla creazione dei prodotti, alla gestione dei problemi di fine vita di questi prodotti. Due strumenti analitici correlati, l'analisi del ciclo di vita e la progettazione per l'ambiente, vengono utilizzati per incorporare le questioni ambientali nel processo decisionale nella progettazione, sviluppo e vendita dei prodotti. L'analisi del ciclo di vita prende in considerazione tutti gli input ei flussi di materiali per un prodotto o processo e tenta di misurare quantitativamente l'impatto sull'ambiente delle diverse opzioni. La progettazione per l'ambiente prende in considerazione vari aspetti della progettazione del prodotto come la riciclabilità, la rilavorabilità e così via per ridurre al minimo l'impatto sull'ambiente della produzione o dello smaltimento delle apparecchiature in questione.